音响、音乐也是一样，只有正确的认识、了解每个元件特性，只有懂得、明白自身特性，才可以用好、做好每一件商品。我始终认为发烧友都是认真、细心的，也只有注重每个细节，才能做出传世的经典作品。插了几句闲话接着谈正题。

  本期来谈谈变压器的动态范围（DNR dynamic range）~这也是一个大家没有注意到的重要指标。先来认识一下什么是动态范围： 

  耳听为虚眼见为实，咱们先用眼睛来看下面的图片（图片来源于网络）：

 

 

  这两张图片，明亮或者黑暗的部分变成一片白或一片黑（摄影名词我不懂如何表达），丢失了应有的细节。再看下图：

 

  这张图片就接近我们人眼所能看到的真实的景象。再来看下图：

 

  大图虽然有些失真，但是能让我们清晰的看到该有的细节（接近我们人眼实际看到的场景）。其实，大图是下面三个小图的曝光图片合成后的，主要目的就是增强图片的“动态范围”-就是图片上能看到细节的最亮和最暗的程度，让我们能看到更多细节。因为器材自身的动态范围有限，比不上我们人类的肉眼。我们的眼睛可以在夜晚的星光下，或明亮的阳光下看到物体，物体的照明量是明亮的晴天的十亿分之一，动态范围为 90 dB。当然，眼睛也是通过调整虹膜等一系列变化来实现的。

  上面通过视觉说了一下动态范围，人的视觉、听觉乃至感觉，总是对“起伏”比较大，但又不失细节的事物印象深刻，在感觉上，对自己感动或者伤害较深的东西甚至毕生难忘。在听觉上，动态范围一词，大约出现在上世纪八九十年代，动态范围是指瞬时最大不失真输出，与最小输出之比：

动态范围 （dB） = 20Log10 （ 最响亮的声音 / 最安静的声音 ）。

 

动态范围（DNR）与信噪比（SNR）不能混为一谈，就放大器而言，动态范围要比信噪比大一些才对。

 

  动态范围是音频系统中，在不失真的情况下，最安静和最响亮的声音之间的差值。它表示音频中的动态音量的变化量。动态范围越大，您听到的最安静和最响亮的部分之间的对比度就越大。较高的动态范围可为您提供更深沉的声音和清晰度，而较低的动态范围意味着听起来可能“平淡”，意味着音乐中对比度、细微差别和细节的损失，相对自然安静和响亮的部分更少。一般来说，您越能区分安静和响亮的声音，您的聆听体验就越好，动态范围在实际欣赏音乐中起着至关重要的作用。

  正常人听力的动态范围约为 90 dB。随着年龄的增长，听力会下降，这个数值逐渐减小。这使得他们更难区分语音和音乐中较响亮和较安静的声音。听力动态范围的降低，不仅听不到细小的声音，也难以忍受更响亮的声音。正常人的听力阈值（3 kHz 时约为 -9 dB）到疼痛阈值（从 120–140 dB)，动态范围可达120dB以上，但这种宽广的动态范围无法同时感知到，是听觉系统一系列的动作，以调整耳朵对不同环境水平的灵敏度。

 

  早期的留声机唱片的动态范围高达 40 dB，由于反复播放的磨损，很快会降低到 30 dB 甚至更糟。黑胶唱片通常为55-65 dB，高保真唱片甚至可以达到 70 dB 的动态范围。FM 收音机约为 50 dB，AM 约为 30 dB。

  据报道，1941 年德国磁带的动态范围为 60 dB，到 1960 年代，磁带配方工艺的改进，动态范围达到了67 dB。杜比开发了杜比 A 型降噪系统，将磁带上的低频和中频动态范围提高了 10 dB，将高频增加了 15 dB， 使用四个频段的压缩（压缩和扩展）。专业模拟磁带技术在中频段、3%失真时达到90 dB动态范围的峰值，在实际宽带应用中约为80 dB。杜比 SR 降噪系统进一步增加了 20 dB 的范围，在 3% 失真时，中频频率为 110 dB。

  动圈麦克风能够承受高声强，动态范围高达 140 dB。电容式麦克风动态范围可能会受到相关电子电路过载的限制。考虑到麦克风中可接受的失真水平的实际考虑，结合录音室的典型做法，大约有 125 dB 左右的有用动态范围。

  1981 年，Ampex 的研究人员确定，数字音频流上 118 dB 的动态范围，对于在安静的聆听环境中主观无噪音播放音乐是必要的。

  16 位光盘的理论动态范围约为 96 dB，20 位量化的数字音频理论上能够提供 120 dB 的动态范围，而 24 位数字音频提供 144 dB 的动态范围。大多数数字音频工作站都使用 32 位浮点表示来处理音频，这提供了更高的动态范围，因此在数字音频处理方面，动态范围不再是问题。然而，事实上的音乐碟片，动态范围很低，动态范围的限制通常是由于增益分级不当、记录技术（包括环境噪声）和有意应用动态范围压缩造成的。这些母盘工程师的有意行为，影响或造就了一代“音响迷”，不知道现场音乐尤其是古典音乐演出现场，宽广的动态范围令人如此振奋。

下面是国外非专业团队测试的部分载体、不同音乐风格的近似动态范围：

音乐风格   近似动态范围 （dB SPL声压级）

室内乐    17-35

管弦乐队   18-32

歌剧    20-30

钢琴    20-28

唱诗班   17-26

爵士乐   12-22

说唱    12-20

流行    12-17

  以上这些，是经过母带工程师，有意加工处理，制作在载体上的音乐的动态范围，不同的载体、不同的制作甚至不同的版本，结果会有一定差异。跟现实、现场情况可能相差较多，比如正规的古典音乐现场，动态范围可能高达90dB！

  这里有个专业的音乐专辑动态范围数据库网站：https://dr.loudness-war.info，该网站创建于2009年。在那一年，所谓的 Pleasurize 音乐基金会成立，通过向母带工程师提供信息，并提高对问题的认识来抵消所谓的响度之争。除此之外，还将从专辑中测量一个动态范围的数值，即 DR 值，并可选择地放在封面上，以告知客户其动态范围。这里的数字表示专辑或其单个曲目的测量动态范围。DR 是动态范围的缩写。数字越小表示动态范围越小，数字越大表示动态范围越大。在音频质量方面，更高的动态范围通常意味着更好的质量。母带制作过程中的大量动态范围压缩通常对音频质量不利，但压缩程度取决于流派和其他因素。一张带有 DR 6 的专辑听起来并不一定很糟糕。一张带有 DR 12 的专辑不一定听起来不错（但至少不应该责怪 DR）。对于摇滚/金属，DR 为 8 及以上被认为是可以的。您可以点击DB标签，查看DB值从大到小或从小到大的顺序查看。

 

  理论上讲，数字音频CD唱片的动态范围要比黑胶、磁带大很多（模拟、数字的动态范围计算方法也不同）。但是，为何现在发烧友又喜欢上了早期的黑胶（新刻录的黑胶除外）、磁带（比如开盘机）载体了？除了其他因素，主要的问题还是出在音乐的动态范围上。大家看一下上面的音乐风格和近似动态范围，要比早期的黑胶甚至磁带的动态范围小不少。那么为何这样子呢？

  那个纯真年代已经过去，一切看重经济利益。大量压缩动态范围，可以整体提高音乐的响度而不至于带来失真，因为大的响度，容易胜出，让消费者被动接受，比如广告时段的音量，一般大于其他时段的音量。这更容易被消费者感受到。一张“能量”大的CD，通常认为是一张好CD。动态范围小，提高放大器的整体音量，会感觉中频能量饱满。大的动态范围，需要在小音量下聆听，可能细节上会感觉到一些暗淡~这些都是迎合部分消费者的爱好，而非真正为了“欣赏”音乐、真实现场感体验的需要。再举个不恰当的例子：“好的”饭店为了吸引消费者的口味，加重了咸、香味道，甚至添加违禁化学品，以迎合消费者，殊不知这是对消费者的一种慢性伤害。还有，各种app软件通过大数据，推送给您喜欢的内容，让您入迷甚至犯错。这些都是看似正常却不正常的现象，但广为流行。所以部分人通过对比，又返回去喜欢早期的，简单的音乐载体比如黑胶、磁带，因为她的宽动态范围能给我们带来愉悦的享受。

  当然，适当的动态范围压缩，也是为了更好的制作一张音频专辑的手段和方法，合理的运用动态范围压缩可以使混音中最响亮的声音和最安静的声音在音量上更接近。通过应用或多或少的压缩，可以使混音的某些部分更容易听到。比如人声CD，音乐器乐的声音被合理的压缩，用以突出人声的饱满。所以最好的人声大碟，其动态范围也不大，这在情理之中，但相对动态范围大的CD会更受到欢迎。

 

  当去掉峰值后，歌曲可以调得更大声而不会失真，常用于广播、热闹的演唱会或嘈杂的环境收听比如车载。大量的动态压缩录制，导致了上世纪八九十年代的响度之争，要响度还是要动态，一时难以得出结论。

 

  由此我们看到，动态范围在音频放大中的地位是非常重要的，我们都喜欢波峰起伏较大的形体。同样，一首动态起伏较大的音乐，比动态平平的音乐，更能打动人心，获得较好的、真正的“欣赏”体验。还有，大动态的音乐比如1812、惊愕等，更是成为经典。音域宽广的歌唱家总是被人喜爱，其实也可以说他的动态范围宽广。

  对于个人听音室，比较安静的环境，我还是喜欢动态范围宽的音乐，听多久都不会感觉累，那是一种享受。尤其是喜欢听古典、交响乐的朋友，宽广的动态范围更是必须的。一些展会上的音乐，乍一听很新颖，听久了不舒服、很疲惫。当然，萝卜白菜各有所爱，有的人就听一些口水歌，没必要想那太多，随便有个音响就能满足。为何有的音响、音乐被更多的人喜欢，越听越爱听？为何有的成为经典？

  以上简单认识了一下动态范围的重要性，宽的动态范围对输出变压器提出比较高的要求，响度和信号幅度的变化，意味着输出牛铁芯中的磁感应强度和磁导率发生变化，因而初级自感量也将随着信号幅度单位变化而变化。我们知道，输出牛初级自感量的大小，将影响输入阻抗，乃至波形失真与频率响应。当信号幅度大时，引起波形失真的可能性就大。反之当信号幅度小时，则铁芯磁导率变小，自感量减小，这将影响频率响应特性。故设计良好的输出牛，需要考虑动态范围。最大响度时要满足输入阻抗与波形失真指标；最小响度时，要照顾频率响应指标。无论输入牛、推动牛、输出牛都需要考虑动态范围指标。一个设计良好的输出牛，应该满足在应用电路参数情况下，数倍峰值信号的完美输出而不至削波，小信号情况下非线性失真、频率响应失真最小。如此，在音乐信号波峰到来，功率管输出最好波峰信号的时候，轻松应对，而不产生任何损失。小信号的细节部分，有适宜的环境通过而不失真。就好像如来佛的手掌心，任凭孙悟空十万八千里，依然在我掌控中。宰相肚里能撑船，你需要有相当的肚量。

  拿一个事实举例说明：一台3.5W的2A3单端，与一台二十几瓦的845单端一起对比试听，竟然在场人一致公认，3.5W的2A3单端力度要大，这简直不可思议但事实摆在大家面前！这其实就是胆机的动态范围的大小问题。安静的听音环境，音量不需要很大，此时动态范围大的机器，可以将音乐信号中的大信号完美的输出。而动态范围小的机器，峰值大信号被削波，但这个削波是软失真，对声音并不恶化，但失去了头足或者被压扁输出。一台845单管单端，实际听感，力度远胜动态范围不足的845并管单端，这也是不争的事实。很多发烧友切身体会是，更换左氏输出牛以后，明显感觉力度大了很多，音乐动态的起伏、细节的刻画更引人入胜。以上并无夸大事实，也不需要任何夸大，这里只是说明，宽动态范围在音频放大中的重要性。

  下面我再借用两张图片，说明一下动态范围不同的机器输出的音乐波形（请忽略年代信息）：在输出信号波形幅度相同时：

 

 

  上图是动态小的机器，下图是动态范围大的机器。很明显，虽然输出信号的最大峰值幅度相同，平均声压，动态范围小的机器大于动态范围大的机器。然而，信号的波峰幅度变化量，动态范围小的机器减小了很多，且细节的丢失也很多。就好像一幅画，没有留白就显得很糟糕。我们需要同时听到最柔和的和最大的音乐信息。

  所以，不论输入牛、推动牛、输出牛，不能简单的看静态测试指标如何，音乐信号是时、空变化的，是用耳朵来听的。所以，想要得到更好的表现，必须完善自身元件的全面的性能，而又不能靠“七大姑八大姨”的帮助，比如反馈等。技术技术，有技也要有术，有技无术不成技术，有术无技害人无数。技、术相辅相成，和合为一，正确的技，辅以合适的术成就实用的技术。所以一颗好的音频变压器，的确需要一定的知识、经验的积累，和大智慧相结合。

  诚然，对于中功率的输出牛，理论上一颗输出牛不能很全面的胜任全部音频段的全面性要求，最好2-3颗对应输出牛合起来完成，就像上面图片用三张不同曝光图合成一张图片一样，也就是三分频会更好一些，当然这也会带来其他的麻烦。本来，世上没有最完美只有最适合的。根据自己的情况，选择适合自己的。

  以上，我按照时间轴的概念，从原始简单的放大器，到注重指标（失真），到改善失真，动态压缩，响度之争，到回归自然，分析了放大器和音频变压器的一些细节和解决方案。希望能给您欣赏音乐带来更好的体验。有任何的问题、意见建议，非常欢迎您的联系，也可以在这里留言交流。

  

  未完待续

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